مناقشة حول تكنولوجيا إنتاج طريقة صب ودرفلة أنابيب سبائك النحاس الأبيض
أصبح النقص العالمي في موارد المياه العذبة مصدر قلق متزايد. وباعتبارها تقنية إضافية مفتوحة المصدر للموارد المائية، أصبحت تحلية المياه وسيلة مهمة لحل أزمة المياه العالمية. ورغم أن صناعة تحلية مياه البحر في بلدي بدأت متأخرة، فإنها تطورت بسرعة وأصبحت صناعة شعبية على نحو متزايد. وقد تم تضمينه في "المبادئ التوجيهية لمجالات التصنيع الرئيسية ذات التقنية العالية ذات الأولوية الحالية للتنمية" [1]، وتم تضمينه في "الخطة الخاصة لاستخدام مياه البحر"، و"مخطط خطة التنمية البحرية الوطنية"، و"العديد من وقد تلقت آراء مجلس الدولة بشأن تسريع تنمية الاقتصاد الدائري وغيرها من الخطط والوثائق الوطنية المتوسطة والطويلة الأجل الدعم الفني والاقتصادي من السياسات الصناعية الوطنية ذات الصلة لتعزيز تطوير صناعة تحلية مياه البحر في بلدي. وقد لعبت دورا إيجابيا في تعزيز قفزة التنمية إلى الأمام، وتحقيق الاستخدام المستدام للموارد المائية، وضمان التنمية المستدامة للاقتصاد الوطني والمجتمع.
تتميز الأنابيب النحاسية البيضاء بموصلية حرارية جيدة ومقاومة للتآكل، وخاصة مقاومة التآكل الناتج عن مياه البحر. ولذلك، فهي تستخدم على نطاق واسع كأنابيب مكثف للمبادلات الحرارية في تحلية مياه البحر، السفن، محطات الطاقة النووية وغيرها من المجالات. تم تجهيز BFe10-1-1 بأنبوب مكثف من النحاس الأبيض وهو أحد درجات السبائك الأكثر استخدامًا. في الوقت الحاضر، يتم إنتاج أنابيب BFe10-1-1 من النحاس والنيكل في الداخل والخارج بشكل أساسي بواسطة طريقة البثق التقليدية، ولكن نظرًا للإنتاجية المنخفضة والوزن الصغير للأنبوب الواحد، فإنها لا تستطيع تلبية طلب السوق. إن طريقة الصب والدرفلة هي عملية إنتاج أنابيب نحاسية متقدمة وقد حققت نجاحًا كبيرًا في إنتاج أنابيب النحاس للتبريد وتكييف الهواء. في الوقت الحاضر، تم استخدام هذه العملية بنجاح في إنتاج أنابيب النحاس الأبيض العادي B5، وتمت تجربتها بنجاح في إنتاج أنابيب BFe10-1-1. إن تطبيق طريقة الصب والدرفلة لإنتاج أنابيب النحاس الأبيض لا يمكنه فقط التغلب على عيوب طريقة البثق التقليدية مثل الكفاءة المنخفضة، والاستثمار الكبير، والإنتاجية المنخفضة، ووزن الملف الصغير، ولكن أيضًا يسهل إنتاج الأنابيب الأنبوبية الطويلة جدًا المبادلات الحرارية لمحطات الطاقة ذات الطاقة العالية والسعة الكبيرة ومحطات الطاقة النووية. الأنابيب، لذلك، فإن استخدام طرق الصب والدرفلة المتقدمة تقنيًا حاليًا هو اتجاه التطور في إنتاج أنابيب سبائك النيكل.
مسار عملية الصب والدرفلة هو: المواد الخام - الصب المستمر الأفقي - التسوية والطحن - 3-الدرفلة الكوكبية للأسطوانة - اللف الأفقي - الرسم المجمع للكامة - تمديد القرص المقلوب - الاستقامة والنشر - التلدين اللامع - التحقق من التعبئة والتغليف - المنتج النهائي.
يعد الصب الأفقي المستمر للأنابيب الفارغة و3-الدرفلة الكوكبية عمليتين أساسيتين في عملية إنتاج الصب والدرفلة. تنعكس الصعوبات التقنية بشكل رئيسي في الجانبين التاليين: (1) سبيكة BFe10-1-1 لها نقطة انصهار عالية وسيولة منخفضة للمعدن المنصهر. ، كيفية استخدام الصب المستمر الأفقي لتحضير الفراغات الأنبوبية المجوفة BFe 10-1-1 المؤهلة ؛ (2) عملية التدحرج الكوكبي 3- هي عملية تشوه معقدة مع تحميل دوري محلي. تعد القوة العالية لسبائك BFe10-1-1 أمرًا بالغ الأهمية لتدحرج الكواكب. متطلبات العملية والمعدات. من خلال تحديد معلمات عملية الإنتاج المعقولة، ليس فقط من الأهمية بمكان الحصول على أنابيب النحاس النيكل BFe10-1-1 ذات الأسطح اللامعة والجودة المؤهلة، مما يضمن التقدم السلس للإنتاج، ولكن أيضًا يساعد على تحسين التصميم والاستثمار في معدات الإنتاج .
ستقوم هذه المقالة بشكل أساسي بتحليل ومناقشة إنتاج أنابيب النحاس النيكل BFe10-1-1 عن طريق طريقة الصب والدرفلة من خلال عمليتي الصب المستمر الأفقي والدرفلة الكوكبية.
1. تحليل ومناقشة عملية الصب المستمر الأفقي
الصب المستمر الأفقي هو أول عملية لتنفيذ طريقة الصب والدرفلة. تحدد جودة فراغات أنبوب الصب المستمر الأفقي بشكل مباشر جودة أنبوب السبائك النهائي. الشكل 1 عبارة عن رسم تخطيطي لفراغات الأنبوب المجوف الأفقي المستمر. أثناء الصب المستمر الأفقي، يتم صهر السبيكة في فرن الصهر ويتم الاحتفاظ بها دافئة في فرن الإمساك. عندما يتم الوصول إلى درجة حرارة الصب، يتم تشغيل آلة الصب الفارغة. يدخل المعدن المنصهر إلى قالب الجرافيت من خلال مدخل السائل، ويتصلب ويتشكل تحت تأثير الغلاف النحاسي المبرد بالماء، ويخرج الأنبوب الفارغ من جهاز التبلور. ثم رش الماء مباشرة للتبريد. في عملية الصب المستمر الأفقي، فإن درجة حرارة الصب ونظام سحب البليت لهما تأثير مهم على جودة الأنبوب الفارغ.
1.1 تأثير درجة حرارة الصب
أثناء عملية الصب المستمر الأفقي لبقايا أنبوب نحاس النيكل BFe10-1-1، بعد دخول المعدن المنصهر إلى جهاز التبلور، يبدأ في التصلب تحت تأثير ماء التبريد لتكوين غلاف البليت. مع انخفاض درجة الحرارة، تبدأ قذيفة التكثيف في الانكماش. لأن الطبقة الخارجية من غلاف التكثيف لديها درجة حرارة منخفضة وانكماش كبير، في حين أن الطبقة الداخلية لديها درجة حرارة عالية وانكماش صغير، هناك إجهاد داخلي في قذيفة التكثيف. عندما يكون الضغط الداخلي كبيرًا جدًا، فمن السهل أن تتشكل الشقوق. . يمكن الحصول على الإجهاد الداخلي للصب وفقا للمعادلة التالية:
F=E·ε·△T［3］ في الصيغة، F هو الضغط الداخلي للبلاطة المصبوبة، MPa؛ E هو المعامل المرن، MPa؛ ε هو معامل الانكماش الخطي، 10-6 / K؛ ΔT هي المسافة بين نقطتين من القشرة الصلبة. الفرق في درجة الحرارة بين K. يمكن أن نرى من الصيغة أعلاه أنه عندما تكون المادة ثابتة، فإن حجم الضغط الداخلي في الصب يتناسب مع فرق درجة الحرارة بين داخل وخارج غلاف التكثيف. يمكن أن يؤدي تقليل فرق درجة الحرارة بين الجزء الداخلي والخارجي من غلاف التكثيف إلى تقليل الضغط الداخلي في غلاف التكثيف، وبالتالي منع تكوين الشقوق.
عندما تكون درجة حرارة الصب مرتفعة جدًا، يبرد الجزء الداخلي من غلاف التكثيف ببطء ويظل محتفظًا بدرجة حرارة عالية، بينما يبرد الجزء الخارجي بسرعة. خاصة بعد دخول منطقة التبريد الثانوية، تنخفض درجة حرارة السطح الخارجي لقذيفة التكثيف بشكل حاد تحت تأثير التبريد المباشر بالمياه، مما يتسبب في تلف داخلي وخارجي لقذيفة التكثيف. إذا كان الفرق في درجات الحرارة كبيرًا جدًا، فمن السهل أن تتشكل شقوق باردة.
ولذلك، ينبغي اعتماد الصب بدرجة حرارة منخفضة قدر الإمكان أثناء الصب المستمر الأفقي. بالطبع، ليس الأمر أنه كلما انخفضت درجة حرارة الصب، كلما كان ذلك أفضل، لأن درجة حرارة الصب منخفضة جدًا، وتزداد لزوجة المعدن المنصهر، وتقل السيولة، مما يجعل من الصعب ملء قالب الجرافيت بالكامل، والعزل البارد ستظهر العيوب على سطح الأنبوب الفارغ. ولذلك، فإن الاختيار المعقول لدرجة حرارة الصب له تأثير حيوي على جودة فراغات أنبوب الصب المستمر الأفقي. وفقا للخبرة ذات الصلة، درجة حرارة الصب أكثر ملاءمة بين 1230 درجة و 1250 درجة.
1.2 تأثير نظام سحب البليت
1.2.1 اختيار وضع الرسم الخام
تتضمن طرق سحب القضبان شائعة الاستخدام في الصب المستمر الأفقي ما يلي: (1) نوع السحب والإيقاف والدفع والإيقاف؛ (2) نوع السحب والدفع؛ (3) نوع السحب والدفع والإيقاف والدفع. يرتبط اختيار وضع سحب البليت بقوة السبيكة. يجب أن تتبنى سبائك كوبرونيكل وضع سحب البليت المتمثل في إيقاف السحب والإيقاف.
. يتميز وضع سحب البليت هذا بالخصائص التالية: (1) هناك وقت توقف مؤقت بعد السحب، بحيث يكون لدى المعدن المنصهر في جهاز التبلور الوقت الكافي للتبريد والتصلب، وبالتالي سماكة غلاف البليت وتحسين قوته؛
(2) يمكن للرد في الوقت المناسب أن يعوض الانكماش البارد للبليت في الوقت المناسب، ويلحم الشقوق الساخنة، ويضمن جودة البليت. في الوقت نفسه، يمكن أن تؤدي كمية معقولة من الارتداد أيضًا إلى فك غلاف البليت ومنعه من الالتصاق بجدار البلورة. تقليل مقاومة الرسم.
1.2.2 تأثير سرعة الصب الفارغة
إن سرعة سحب الخامات هي العامل الرئيسي الذي يؤثر على جودة الخامات الأنبوبية النحاسية البيضاء. عندما يتم تحديد معلمات عملية الصب الأخرى، كلما زادت سرعة الصب، كلما زاد عمق تجويف السائل في جهاز التبلور. يزداد الفرق في درجة الحرارة بين قاع تجويف السائل وسطح لوح الصب، كما يزداد الضغط الحراري للصب، مما يؤدي إلى زيادة ميل التكسير الساخن. كبير. لذلك، يجب تقليل سرعة الصب بشكل مناسب أثناء الصب المستمر الأفقي، ويجب التحكم في سرعة الصب عند 330 ~ 350 مم / دقيقة. عندما يتم تحديد سرعة صب الكتل المعدنية، فإن اعتماد نظام صب الكتل المعدنية ذو التردد العالي وطول السحب الصغير سيساعد على تقليل مقاومة البادئ والحصول على لوح بسطح أملس وبدون تشققات.
2. تحليل ومناقشة عملية دحرجة الكواكب
جوهر تكنولوجيا الصب والدرفلة هو الدرفلة الكوكبية. من خلال تطبيق تشوه كبير، يتم كسر حبيبات الصب للأنبوب الفارغ بالكامل، بحيث يكون للأنبوب الفارغ المدلفن حبيبات دقيقة وموحدة، وتكون الأسطح الداخلية والخارجية مشرقة وغير مؤكسدة، مما يوفر أساسًا جيدًا لعملية الرسم اللاحقة . الفراغات أنبوب عالية الجودة.
2.1 تحديد درجة حرارة المتداول
يوضح الشكل 2 منحنى التغير للخواص الميكانيكية ذات درجة الحرارة العالية لأنبوب النحاس الأبيض BFe10-1-1). يمكن أن نرى من المنحنى في الشكل 2 أن أنبوب النحاس الأبيض BFe10-1-1 الفارغ يتمتع بمرونة جيدة في درجة حرارة الغرفة. مع زيادة درجة الحرارة، تظهر قوة الشد واستطالة الأنبوب الفارغ اتجاهًا هبوطيًا، خاصة عند حوالي 600 درجة. ، يتناقص الاستطالة وانكماش المساحة بسرعة؛ مع استمرار ارتفاع درجة الحرارة، يبدأ الاستطالة وانكماش المساحة في الارتفاع، بينما تستمر قوة الشد في الانخفاض، مما يشير إلى أنه عند حوالي 600 درجة، تكون لدونة أنبوب النحاس الأبيض BFe10 - 1 - 1 فارغة* **الفرق. لذلك، عند درفلة BFe10-1-1 قالب أنبوب النحاس الأبيض، يجب تجنب نطاق درجة الحرارة هذا، ويجب اختيار درجة حرارة منخفضة أو عالية للدرفلة.
إذا تم اختيار درجة حرارة عالية للتدحرج، فإن مقاومة التشوه للأنبوب الفارغ تكون صغيرة وقوة التدحرج المطلوبة صغيرة، لكن الأنبوب الفارغ يحتاج إلى التسخين إلى درجة حرارة أعلى، مما يستهلك الكثير من الطاقة ويفقد معنى الكواكب المتداول (مزايا الدرفلة الكوكبية) يتم دحرجته في درجة حرارة الغرفة ويمكن أن يحقق إعادة بلورة كاملة). أثناء الدرفلة في درجات حرارة منخفضة، على الرغم من أن الأنبوب الفارغ يتمتع بمقاومة عالية للتشوه ويتطلب أداءً عاليًا لطاحونة الدرفلة والقالب، فإن حرارة الاحتكاك وحرارة تشوه البلاستيك المتولدة أثناء عملية الدرفلة تزيد بسرعة درجة حرارة الأنبوب الفارغ إلى حوالي 850 درجة ، يتم إعادة بلورة الأنبوب الفارغ بالكامل، مما يحسن الأداء بشكل كبير ويعطي فرصة كاملة لمزايا التدحرج الكوكبي. لذلك، يجب استخدام التدحرج على درجة حرارة منخفضة في التدحرج الكوكبي BFe10-1-1.
2.2 اختيار زاوية الانحراف
كما هو موضح في الشكل 3، 3-تتميز أسطوانات الدرفلة الكوكبية بزاوية ميل معينة وزاوية انحراف معينة. توفر زاوية الميل ضغطًا شعاعيًا للقطعة المدرفلة، مما يتسبب في تشوه الضغط الشعاعي للقطعة المدرفلة، بينما توفر زاوية الانحراف ضغطًا محوريًا للقطعة المدرفلة. القوة الأمامية تجعل القطعة الملفوفة تتحرك للأمام.
أثناء عملية الإنتاج، يجب علينا أولاً ضمان التخفيض المعقول للأنبوب الفارغ، أي تحديد زاوية الميل أولاً، ثم ضبط زاوية الميل لجعل سرعة التدحرج أكثر معقولية. يتم تحديد زاوية ميل مطحنة الدرفلة الكوكبية بشكل عام من 50 درجة إلى 55 درجة، مما يمكن أن يزيد بشكل كبير من تقليل قسم الدرفلة وتنفيذ درفلة تشوه كبيرة ودحرجة قضبان الأنبوب الرقيقة. تعد زاوية انحراف اللفة معلمة مهمة جدًا في 3-عملية التدحرج الكوكبية للفة. سوف يؤثر ذلك على قوة التدحرج على اللفة وسرعة خروج القطعة المدرفلة.
من منظور هندسي، فإن زيادة زاوية الانحراف ستزيد من مكون السرعة الأمامية للقطعة المدرفلة، وبالتالي سيتم زيادة سرعة خروج القطعة المدرفلة بشكل كبير، مما يمكن أن يحسن كفاءة الإنتاج. ومع ذلك، كلما كانت زاوية الانحراف أكبر، كلما كان ذلك أفضل. لأن زيادة زاوية الانحراف تزيد من مساحة التلامس بين اللفة ومعدات الدرفلة، فيزداد الاحتكاك، ويزداد الضغط الواقع على اللفة. وهذا يضع متطلبات أعلى على هيكل وحمولة مطحنة الدرفلة، الأمر الذي سيؤدي حتماً إلى زيادة الاستثمار في المعدات. ولذلك، فإن التحكم في زاوية انحراف اللفة ضمن نطاق معقول يمكن أن يضمن سرعة الخروج المناسبة للقطعة المدرفلة دون جعل قوة التدحرج عالية جدًا. وفقا للخبرة ذات الصلة، تم ضبط زاوية انحراف اللفة على نطاق معقول من 7 درجات إلى 8 درجات.
3 - الخلاصة
على أساس تلبية احتياجات الإنتاج، يمكن أن يؤدي الاختيار العقلاني لمعلمات العملية الرئيسية للصب المستمر الأفقي والدرفلة الكوكبية إلى إنتاج فراغات أنابيب نحاسية بيضاء عالية الجودة من BFe10-1-1 مع أسطح داخلية وخارجية لامعة وغير مؤكسدة تلبي المتطلبات اللاحقة متطلبات المعالجة.
(1) درجة حرارة الصب المعقولة للصب المستمر الأفقي لـ BFe10-1-1 قالب أنبوب النحاس الأبيض هي 1230 درجة ~ 1250 درجة؛
(2) وضع الصب المستمر الأفقي لقضيب أنبوب النحاس الأبيض BFe10 - 1 - 1 يجب أن يعتمد وضع إيقاف السحب والدفع والإيقاف، ويجب التحكم في سرعة الصب عند 330 ~ 350 مم/دقيقة؛ بعد تحديد سرعة الصب، استخدم نظام صب البليت العالي ذو التردد المنخفض وطول السحب الصغير مما يؤدي إلى تقليل مقاومة البداية والحصول على لوح بسطح أملس وبدون شقوق؛
(3) BFe10 - 1 - 1 تكون اللدونة لفراغات أنابيب كوبرونيكل هي الأسوأ عند حوالي 600 درجة. يجب تجنب نطاق درجة الحرارة هذا أثناء التدحرج الكوكبي. من أجل إطلاق العنان لمزايا التدحرج الكوكبي وتوفير الطاقة وتقليل الاستهلاك، BFe10 - 1 - 1
ينبغي استخدام الدرفلة ذات درجة الحرارة المنخفضة في الدرفلة الكوكبية؛
(4) أثناء الدرفلة الكوكبية BFe10-1-1، يجب أن تكون زاوية ميل مطحنة الدرفلة من 50 درجة إلى 55 درجة، ويجب التحكم في زاوية انحراف اللفة من 7 درجات إلى 8 درجات.
